Ручей валка для пилигримовой прокатки труб Советский патент 1981 года по МПК B21B21/02 

(54) РУЧЕЙ ВАЛКА ДЛЯ ПИЛИГРИМОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к профилировке ручьевых валков для пилигримовой прокатки труб.

Известен ручей валка стана пилигри- мовой прокатки труб, включающий зоны переменного, уменьшающегося от бот шего к меньшему поперечному сечению, и nocTOHHiHoro поперечного сечения с. профилем, выполненным центральной дугой и симметричными радиусными вьшусками с уменьшающейся величиной угла выпуска по длине ручья от большего к меньшему его поперечному сечению 1 .

Недостатком известного ручья явйяется низкая точность прокатьюаемых труб, что обусловлено относительно равномерными условиями деформации в поперечном и продольном сечениях ручья, при этом деформируемая труба после очередного поворота из радиусных выпусков попадает также в радиусную дугу при вершине ручья. Относительная равномерность поперечной и продольной деформации не поэволяет снизить эксцентричную разностен- ность на прокатываемых трубах в связи со значительной теснотой поперечного сечения ручья, так как сама величина выпуска непрерьтно уменьшается от большего поперечного сечения ручья к меньшему.

Наиболее близким к предлагаемому является ручей валка для пилигримовой прокатки труб, включающий зоны перемен10ного, уменьшающегося от начала к концу поперечного сечения и постоянного поперечного сечения с профилем, выполненнь1м центральной дугой и симметричными прямолинейными выпусками с уменьtsшающейся величиной угла выпуска по длине ручья, при этом максимальная его величина не превышает что составляет около 40% Г21 .

К недостаткам ручья следует отнес20гги повьпиенную разнос тенность прокатываемых труб. Эксцентричная разнос тенность, заложенная, например, с горячего переде ла в заготовке, совершенно не снижается после прокатки в ручьях с подобным профилем, что повышает отбраковку прокатанных труб и увеличивает расходный коэффициент металла. Это объясняется тем, что поперечный профиль ручья в процессе прокатки исключает свободное истечение металла трубы в тангенциаль ном направлении поперечного сечения ручья в связи с повышенной теснотой, которую испытьшает деформируемый мет в начальном профиле поперечного сечения ручья, имеющем относительно малые величины выпусков, т, е. не уменьшает эксцентричную разностенностъ тфокатываёмых заготовок, и относительно, высокие величины вьтусков (15-25) в конце ручья (что увеличивает наведенную разноетенность труб в связи, с огран кой по наружной поверхности трубы, воз ншсаюшей в зоне прямолинейных выпусков в предчистовой и калибрующей зонах). Имеющиеся утонения и утолщения в поперечном сечении трубы, что и создает повышенную эксцентричную разноетенность на трубах, испытывают на большей части периметра профиля поперечного сечения ручья равномерную деформацию, а это в конечном счете не снижает уровень разностенности иа прокатываемых трубах. Кроме того, прямой выпуск в предчистовой и калибрующей зонах дocтигiaeт полупериметра профиля поперечного сечения ручья, что создает участки, способствуюпже затеканию металла трубы, т е. возникновению огранки, перекодяшей к концу ручья в наведенную поперечную разностенност что приводит к сниженгао точности геометрических размеров труб, Цеяь изобретения - повышение точности геометрических размеров труб. Поставленная цель достигается тем, что в ручье валка для пилигримовой про катки труб, содержащем по длине зону переменного поперечного сечения с умен шающимся от ее начала к концу отноше нием ширины ручья к глубине и зону ка либровки с постоянным поперечным сече нием, профиль сечения в каждой из зон образован центральной дугой и симмерричными, в виде прямых линий, касатель ных к центральной дуге, выпусками, име щими от начала зоны с переменным попбречным сечением до конца ее уменьшающуюся протяженность прямых линий, в зоне с переменным поперечным сечением радиус центральной дуги выполнен увеличивающимся от 0,2-0,8 глубины ; ручья в начале до 1,002-1,1 глубины 1 4 в конце зоны, при этом величина протяженностей , прямых линий выпусков в начале этой зоны составляет 45-90% полупериметра начального поперечного сечения ручья и в конце - полупёриметра концевого поперечного сечения, а величина отношения ширины к глубине в начале зоны, составляет 2,5-5 и 2,ОО52,2 в конце. Указанные отличия профиля ручья позволяют в процессе прокатки обеспечить формоизменение заготовки по схеме круг ромб - квадрат - круг, что является наиболее благоприятной технологической схемой для повышения точности геометрических тру.б. На фиг 1 представлена развертка ручья салка, общий ввд; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Е на фиг. 1г иа фиг. 4 - сечение В-В на фиг, 1} на фиг, 5 - сечение Г-Г на фиг, 1J на фиг, 6 - сечение Д-Д на фиг.1. Ручей валка по длине состоит из зоны 1 с переменным поперечным сечением и зоны 2 постоянного поперечного сечения. Профиль поперечного сечения р1чья в каждом узле выполнен одной центральной дугой я Щйумя симметричными с соответствующим радиусом выпусками в виде прямьк линий Е-Е и Ж-Ж, касательньбс к центральной дуге. Выпуски, характеризуемые в соответствукмиих сечениях углом , и , на длине зоны 1 ручья имеют переменные значения, а на длине зоны 2 ( Ч ) - постоянные. На длине зоны 1 протяженность прямых линий ЕЕ выпуска непрерьшно уменьшается, составляя в начале этой зоны 45-90% полупериметра начального поперечного сечения {учья и соответствует углу вьфуска 40-80 , и в конце ее протяженность прямых пиний вьшуска составляет 1-3% полупериметра койцевого поперечного сечений и соответствует углу выпуска 1-3%. Болшая величина прямой линии выпуска (в начале ручья) вплоть до 9О% йопупериметра поперечного сечения ручья (что соответствует углу вьшуска 80°) назначается йри повьпиенной эксцентричной разностенности исходной заготовки, а меньшая величина - вплоть до 45% полуперяметрв. профиля поперечного сечения ручья (что соответствует углу выпуска 4О) назначается при незначительной исходной эксцентричной разностенности заготовки. Величина угла выпуска более 80® (т. е, более 90% полупериметра ручья) создает излишнюю концентрацию напряжений в вершине ручья и может привести к продольному растрескиванию трубы, а выпуски менее 40 (т. е. 45% попупериметра ручья) увепичивают долю равномерной деформации, обеспечиваемой возрастанием центральной дуги, что увеличивает разностенность труб, В конце зсжы переменного поперечного сечения большая величина выпуска до 3% попупериметра ручья, т, е. угол выпуска 3° назначается для толстостенных труб Дальнейшее увеличение выпуска (больше 3) может привести к у жимам и к огранке трубы, т. е, к росту наведенной поперечной разностенности. ВелишСаа выпуска менее 1% полупериметра ручья может привести к закусыванию трубы (типа серповидных отпечатков) (х:трыь4И ребордами и к порче поверхности грубы При этом данный предел нвзначзетсв яри прокатке то}к тостенных труб. Ручей в зоне 1 имеет увеличивакящгк ся от качала к концу ее глубину в со №ветствукяяих сечениях Нд, Hg, Hg НгИ уменьшающуюся в этом направлении ширину (t,tg,ta,t.), а отношение ширигпа к глубине в этой зоне переменно, уменьшается от начала ее к концу и составляет в начале 2,5-5 и в конце 2,005-2,2 Величина радиуса центральной дуги в зоне 1 с переменным поперечШ 1м сечением выполнена увеличивающейся (, RgiR,V) от 0,2-0,8 глубины ручы в начале до 1,002-1,1 в коние этой зоны,,. . Величина радиуса центральной дуги диктуется углом выпуска {нпк периметром ручья) и Глубиной ручья, а также требованием сопряжения прямой линии выпуска с центральной дугой Сротне шение ширины ручья к его глубине назм начают из тех же условий, что и величины выпусков, т, е,. при fee личине отношения, равного 5 в начале ручья), назначается при повышенной эксцентричной разиостенности заготовлен (при этом величина выпуска составляет 9О% полупериметра ручья), а дальнейшее увеличение нецелесообразно, так как может привести к продольному растрески ванию трубы, в связи с повьпиенным тангенциальным истечением металла в поперечном сечении. Отношение ширины к глубине меньше 2,5 не уменьшает экс центричную разностеиность в свяди со значительным повышением тесноты ручья Отношение ширины ручья к его глубине (в конце зоны 1 меньше 2,О05) затрудняет свободный сход металла трубы с цилиндрической (в зоне калибрования) оправки в связи с повьш1ением тесноты поперечного сечения ручья. Меньший предел указанного соотношения назначается при прокатке тонкостенных труб на оправках с криволинейной образукяцей в обжимной зоне и цилиндрическим профилем в калибрующей зоне. Отношение ши рины к глубине ручья больше 2,2 неце- лесообразно в связи с повьпиеннем овализаши трубы, т, е, ухудшением геометрических показателей, Болыиий предел данного отношения (2,200) назначается при использовании однокоиусных оправок с повышенным уровнем конусности. Величина радиуса в начале зоны 1, выполненная меньше 0,2 глуби-, ны ручья, повьпиает концентрацию напряжений в металле трубы и может привести к продольномурастрескиванию трубы и ее целесообразно назначать при повышенной эксПвнтричной разностенности труб, а больший предел 0,8 глубины при прокатке труб с пониженной эксцентричной разностенностью заготовки. Величина радиуса больше глубины 0,8 не обеспечивает увеличения точности прокатываемых труб. Радиус игчья в конце зоны 1 меньше, чем 1,002 глубины, излишне повыщвет тесноту ручья и ухудшает свободный ход прокатываемой трубы с цилиндрического калибрующего, участка оправки, а больше 1,100 глубины излишне повышает овальность трубы и снизкает ее точность, Данньтй предел (1,100) применим при использовании оправок с повьпиенной конусностью образующей. Работает ручей валка следуквдим образом, При раскрытых зевах ручья, когда валок находится а одном иа крайних положений, заготовку подают по направлению прокатки. Накатываясь, своими ручьями деформируют заготовку по (1аружному диаметру. При этом металл начинает истекать в тангенциальном направлении в сторону наименьшего сопротивления (за счет чего и происходит уменьшение эксцентричной разностенности заготовки). По мере уменьшения поперечного сечения в зоне 1 истечение металла трубы переориентируется с тангенциального в осевое (что уменьшает степень наведенной разностенности в готовой трубе). По длине ручья на пути преврашения заготовки в готовую трубу наружный диаметр претерпевает последовательно следующие типы формоизменения: круг - ромб - квадрат - круг. В зоне с постоян ным поперечным сечением ручья трубы калибруется по наружному диаметру, Дпя определения эффективности предлагаемого ручья по сравнению с извест- ным приводит опытные прокатки специально подготовленных образцов из стали 12 X, 18Н10Т 89x8 мм для прокатки их на стане ХП175 в размер 48x4 мм. При этом эксцентричная разностенность по образцам достигает 0,15 и 30%. При прокатке в предлагаемом ручье наведенная разностенность (1-3%) в 2-2,5 раза меньше, чем на известном ручье (4-6%), Ручей обеспечивает более интен сивное снижение эксцентричной разностенности по сравнению с известным (более чем в 2 раза). Предлагаемый ручей позволяет получать трубы повышенной точности, а также исправлять брак- по разностенности имеющейся на заготовках горячего передела, Ф ормула изобретения Ручей валка для пйлигримовой прокат ки труб, содержащий по длине зоны переменного поперечного с уменьшающимся от начала к концу отношением ширины к глубине и зону калибровки с посто1янным поперечным сечением, профиль сечения в каждой из зон образован центральной дугой и симметричными, в виде прямых линий, касательных к центральной дуге, выпусками, имеющими от начала зоны с переменным поперечным сечением до конца ее уменьшающуюся протяженность прямых линий, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности геометрнческих размеров труб, в зоне с переменным поперечным сечением радиус центральной дуги выполнен увеличивающимся от 0,2-0,8 глубины ручья в начале до 1,002-1,1 глубины в конце ее, при этом величина протяженное тей прямых линий выпусков в начале этой зоны составляет 45-90% полупериметра начального поперечного сечения ручья ив конце - 1-3% полупериметра концевого поперечного сечения, а величина отнощенйр ширины к глубине вначале зоны составляет 2,5-5 и 2,005-2,2 в конце. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Кофф 3, А, и др. Холодная прокатка труб. Свердловск, Металлургиздат, 1962, с. 378-379, 2.Шевакин Ю, Ф. Калибровка и усилия при холодной прокатке труб. Металлургиздат, 1963, с, 204-207.

Ж

Ж f

rjг 1 гVu./

-JI.-J..

Т

Cput.2

9ui.5